JPH11354457A

JPH11354457A - 半導体基板処理装置

Info

Publication number: JPH11354457A
Application number: JP15950098A
Authority: JP
Inventors: Masao Yoshino; 正朗芳野
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】積み重ねて設置する場合でも高さ方向にスペ
ースを必要としない半導体基板処理装置を提供する。【解決手段】半導体基板処理装置３０において、両側
面のアーム３５Ｒ（３５Ｌ）および３６Ｒ（３６Ｌ）
は、一端が蓋保持部３３Ｒ（３３Ｌ）によって蓋部３２
に、他端がアーム保持部３７Ｒ（３７Ｌ）および３８Ｒ
（３８Ｌ）によってチャンバ３１に関連して回転可能に
連結されている。アームの回転に従って、蓋部は、チャ
ンバの開口の上に持ち上げられ、開口の領域外に水平に
移動させられる。チャンバの開放時、連結軸周りに対向
する外縁を上方に旋回させる必要が無いので、上方にス
ペースをあまり必要としない。アーム保持部３４Ｒ（３
４Ｌ）は取り外し可能なので、これを取り外せば、アー
ム保持部３３Ｒ（３３Ｌ）を枢軸として蓋部を自在に回
転でき、蓋部の裏側の取り扱いが容易に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内部で半導体基
板に成膜などを行う半導体基板処理装置に関し、特に、
上方が開口となっており、前記開口を介して処理対象物
を内部に収容できる箱型のチャンバと、処理実行時には
前記開口を密閉し、所望の処理を実行可能にする蓋部と
を有する半導体基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、半導体基板処理装置の従来例の
構造を示す断面図である。この半導体基板処理装置は、
上方がシール面として開口され、内部にウェーハを支持
する下電極９３を収納しているチャンバ９１と、下電極
９３と協働してウェーハを支持できる上電極９４および
ガス導入部を収納してチャンバ９１の開口の上に配置さ
れ、前記チャンバの開口を実線で示したように真空密閉
ができる重量の大きな蓋部９２とから構成されている。
この蓋部９２は、連結軸９５によりチャンバ９１と連結
され、連結軸９５の周りで枢軸回転し点線で示した位置
等に開くことができる。この半導体基板処理装置のチャ
ンバ９１は、蓋部により密閉され、必要に応じて真空に
されたり、ガスが導入されたりする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した半導体基板処
理装置は、その蓋部９２が連結軸９５の周りで枢軸回転
してチャンバ９１を開放するようにしているので、設置
場所の関係で半導体基板処理装置を積み重ねる方向に設
置しなければならない場合に、高さ方向に大きなスペー
スが必要となる。すなわち、連結軸９５から蓋部９２の
一番奥までの長さＤとほぼ同様な高さだけ、連結軸９５
から上方に空間を確保しなければならない。そして、半
導体基板処理装置が大型になればなるほどこの空間上の
問題が大きくなっている。

【０００４】この発明は、上記問題に鑑み、積み重ねて
設置する場合にも高さ方向にあまり大きなスペースを必
要としない半導体基板処理装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、この発明は、上方が開口となっており、前記開
口を介して処理対象物を内部に収容できる箱型のチャン
バと、処理実行時には前記開口を密閉し、所望の処理を
実行可能にする蓋部とを有する半導体基板処理装置にお
いて、前記蓋部の対向する側面に設けられた左右蓋保持
部と、一端が前記左右蓋保持部にそれぞれ回転可能に連
結され、前記密閉状態において前記蓋部およびチャンバ
の側面に沿って前方斜め下に互いに平行に延びる左右ア
ームと、前記チャンバと実質的に連結固定され、前記平
行に延びる左右アームの他端を回転可能に保持する左右
アーム保持部とを有するとともに、前記左右アーム保持
部を中心に前記左右アームを回転させて、前記蓋部を前
記チャンバの開口と平行を保ちつつ前記チャンバの開口
から離間させた場合に、前記蓋部が到達する前記チャン
バの開口からの最も高い高さは、前記蓋部の奥行きの長
さよりも低くなり、前記蓋部を前記チャンバの開口から
最も離間させたときには、前記蓋部は前記チャンバの開
口上から完全に外れているように、前記左右アームの長
さと、前記チャンバに対する前記左右アーム保持部の位
置とが設定されている。

【０００６】また、この発明において、前記左蓋保持部
は、前記蓋部の左側面の中央部と、中央部からさらに奥
行き方向に進んだ所とにそれぞれ設けられた第１，第２
の左蓋保持部であり、前記右蓋保持部は、前記蓋部の右
側面の中央部と、中央部からさらに奥行き方向に進んだ
所とにそれぞれ設けられた第１，第２の右蓋保持部であ
り、前記左アームは、一端がそれぞれ前記第１，第２の
左蓋保持部にそれぞれ回転可能に連結され、互いに平行
に延びる実質的に同じ長さの第１，第２の左アームであ
り、前記右アームは、一端がそれぞれ前記第１，第２の
右蓋保持部にそれぞれ回転可能に連結され、互いに平行
に、かつ、第１，第２の左アームに平行に延びる実質的
に第１，第２の左アームと同じ長さの第１，第２の右ア
ームであり、前記左アーム保持部は、前記平行に延びる
前記第１，第２の左アームの他端を回転可能にそれぞれ
保持する第１，第２の左アーム保持部であり、前記右ア
ーム保持部は、前記平行に延びる前記第１，第２の右ア
ームの他端を回転可能にそれぞれ保持する第１，第２の
右アーム保持部であり、前記第２の左右蓋保持部と前記
第２の左右アームの一端との連結は、解除可能にされて
おり、前記蓋部が前記チャンバの開口上から完全に外れ
た位置に移動されたとき、前記連結を解除すれば、前記
蓋部は、前記第１の左右蓋保持部を軸心として回転可能
になる。

【０００７】このような構成によれば、蓋部が開放され
る際に、蓋部は一方の外縁を枢軸にして他方の外縁側を
上方に旋回させる必要が無く、蓋部をチャンバの開口に
平行にして移動できるので、上方にスペースをあまり必
要とせずにチャンバを開放できる。また、蓋部をチャン
バの開口上から完全に外れた位置に移動すれば、そこで
蓋部を自在に回転することができ、蓋部下側も容易に観
察できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面に基づいて説明する。図１は、この発明に
係わる半導体基板処理装置が用いられる半導体処理シス
テムの全体を概略的に示す構成図、図２は、図１の反応
室として用いられたこの発明に係わる半導体基板処理装
置の第１の実施の形態を説明するための右側面図、図３
は、図２のアームをモータで駆動する場合の駆動機構を
示す図、図４は、この発明に係わる半導体基板処理装置
の第２の実施の形態が適用される反応室を示す断面図、
図５は、図４の反応室に適用された第２の実施の形態を
説明する右側面図、図６は、図５における蓋保持部の構
造を示す図、図７は、図４ないし図６で示された反応室
の取り扱いを示す図、図８は図１ないし図７で示された
ものの従来例との違いを説明するための図である。

【０００９】図１の半導体処理システムは、移載ステー
ション１０と、ロードロック室１１，２１と、真空搬送
室１２，２２と、反応室１３，２３とから構成されてい
る。移載ステーション１０の内部には、大気ローダロボ
ット６２が配置されている。多数枚のウェーハＷが搭載
されたウェーハカセット（例えば、ウェーハカセット６
３ａ）がフロントシャッタ６１を介して移載ステーショ
ン１０に投入されると、大気ローダロボット６２は、移
載棚６５，６６に、例えば、ウェーハカセット６３ｃ，
６３ｂを載置し、一時的に保管する。大気ローダロボッ
ト６２は、このように保管したウェーハＷを後続の装置
における工程の進行に合わせて、ロードロック室１１，
２１に投入する。

【００１０】ウェーハＷの投入されたロードロック室１
１，２１は、真空ポンプにて気圧１Ｐａ以下に排気され
る。この排気の後、ロードロック室１１，２１に投入さ
れたウェーハＷは、真空搬送室１２，２２に配置された
ロボットによってロードロック室１１，２１から反応室
１３，２３まで真空の中を搬送される。反応室１３，２
３に搬送されたウェーハＷには、反応ガス等によって所
望の成膜などが実施される。この場合、上方の第１列の
装置１１，１２．１３と、下方の第２列の装置２１，２
２．２３とは、互いに独立に装置ごとに制御される。

【００１１】上述の半導体処理システムにおいて、装置
１１，１２．１３は、それぞれ装置２１，２２．２３の
上に重なるように配置されているので、従来のように連
結軸の周りに回転させて開くものであると、高さ方向に
大きなスペース、少なくとも連結軸から奥行き分のスペ
ースを必要とするが、この発明の半導体基板処理装置に
よれば、そのようなスペースは必要としない。図２を参
照してのその例について説明する。図２の密閉時にほぼ
直方体の形状をしている半導体基板処理装置３０は、上
方がシール面となっている開口とされ内部にウェーハを
収納できるチャンバ３１と、チャンバ３１の開口を実線
で示したように真空密閉ができる蓋部３２と、左右の側
面に対称的に設けられ、蓋部３２を移動可能に支持して
いるアームとから構成されている。なお、図２において
は、アームは、右側のアーム３５Ｒ，３６Ｒのみ示され
ているが、これらに対称的に左側にもアーム３５Ｒ，３
６Ｒと同様な形状の図２では形状が見えないアーム３５
Ｌ，３６Ｌが設けられている。

【００１２】蓋部３２の左右側面のほぼ中央には、蓋保
持部３３Ｒ（３３Ｌ）が取り付けられ、それからさらに
奥行き方向に進んだ所に蓋保持部３４Ｒ（３４Ｌ）が取
り付けられている。蓋保持部３３Ｒ（３３Ｌ）には、ア
ーム３５Ｒ（３５Ｌ）の一端が、蓋保持部３４Ｒ（３４
Ｌ）には、アーム３６Ｒ（３６Ｌ）の一端がそれぞれ回
転可能に組み付けられている。アーム３５Ｒ（３５Ｌ）
の他端は、アーム保持部３７Ｒ（３７Ｌ）に、アーム３
６Ｒ（３６Ｌ）の他端は、アーム保持部３８Ｒ（３８
Ｌ）にそれぞれ支持されている。なお、アーム３５Ｒ
（３５Ｌ）には、蓋部３２を開放し始めるときに蓋部３
２の重量を軽減するためのガススプリング３９Ｒ（３９
Ｌ）が取り付けられている。これらのアーム保持部は、
チャンバ３１に直接的に連結固定されていてもよいし、
チャンバ３１が固定されているベースに固定されて、間
接的にチャンバ３１に固定されていてもよい。また、ア
ーム３５Ｒ（３５Ｌ），３６Ｒ（３６Ｌ）は、実質的に
同一の長さで、互いに平行するように取り付けられてい
る。

【００１３】次に図２のように構成されている半導体基
板処理装置３０の動作について説明する。この半導体基
板処理装置３０の蓋部３２が実線で示されるように、チ
ャンバ３１の上方を密閉しているとき、蓋部３２を開け
る方向に力が加えられると、例えば、アームに回転力が
加えられると、蓋部３２は、ガススプリングの助勢をも
受けて２点鎖線で示す方向に移動し、点線で示すような
位置に移される。また、チャンバ３１を蓋部３２で密閉
する場合にはこれと逆の動作をさせれば、蓋部３２がチ
ャンバ３１の開口を密閉できることとなる。

【００１４】上述の例においては、左右ともアームを２
本ずつ配置しているが、一端が蓋部３２の左右側面の中
央部分に取り付けられたアーム３５Ｒ（３５Ｌ）の片側
１本ずつ２本のアームだけでも移動の安定性は下がるが
実行可能ではある。また、上述の蓋部３２の開閉は、図
３に示すように電動で行うこともできる。アーム保持部
３７Ｒ（３７Ｌ）は、アーム３６Ｒ（３６Ｌ）の他端に
歯車４１を保持部シャフト４２で固定し、このシャフト
を軸受（不図示）で回転可能に支持しているという構造
をしている。この歯車４１は、モータ４３の駆動軸に取
り付けられた歯車４４と噛み合っている。したがって、
モータ４３が回転すると、アーム３５Ｒ（３５Ｌ）は、
歯車４４と歯車４１を介して、矢印Ｕまたは矢印Ｄの向
きに回転され、蓋部３２でチャンバ３１を開放または密
閉する。この場合、モータ４３は、一個でシャフトなど
で連結することにより左右両方のアームを同時に駆動す
るようにするのが好ましい。

【００１５】この発明のもう一つの実施の形態について
半導体基板処理装置が図４のような構成の場合について
説明する。図４で示された半導体基板処理装置の内部の
構成は、図９で示された従来の半導体基板処理装置と同
様であるが、蓋部の開放密閉機構は、図５に示すように
図２の半導体基板処理装置と同様に構成されている（た
だし、蓋保持部３４Ｒ’（３４Ｌ’）が設けられている
点が異なる）。この場合、蓋部３２を開けた際に、下を
向いている上電極９４を上に向けて検査などの作業をし
たいという要望が発生し、このために考案されたのがこ
の実施の形態である。

【００１６】図４および図５で示された半導体基板処理
装置７０においては、蓋保持部３４Ｒ（３４Ｌ）とアー
ム３６Ｒ（３６Ｌ）との関係、および、蓋保持部３４
Ｒ’（３４Ｌ’）とアーム３６Ｒ（３６Ｌ）との関係が
図６に示したように取り付けおよび取り外し可能になっ
ている（この場合、蓋部３２が密閉位置にあるとき、ア
ーム３６Ｒについては上から見ており、アーム３６Ｌに
ついては下から見ていると考えればよい）。すなわち、
蓋保持部３４Ｒ（３４Ｌ）は、蓋部３２の側面に固定さ
れた保持プレート７１と、保持プレート７１の内側に固
定された軸受７２と、アーム３６Ｒ（３６Ｌ）の一端に
設けられた貫通孔を通り、軸受７２の貫通孔を貫通する
連結ピン７３と、連結ピン７３の先端に近いところで連
結ピン７３を横断貫通する貫通孔に差し込まれ、連結ピ
ンの脱落を防止している脱落防止ピン７４とから構成さ
れている。また、この場合、蓋保持部３４Ｒ’（３４
Ｌ’）は、蓋保持部３３Ｒ（３３Ｌ）を中心にして、蓋
保持部３４Ｒ（３４Ｌ）の反対側に設けられている。

【００１７】したがって、蓋部３２を図５の点線で示さ
れた位置に移動し、図６で示される脱落防止ピン７４を
外し、連結ピン７３を抜き取ると、蓋保持部３４Ｒ（３
４Ｌ）とアーム３６Ｒ（３６Ｌ）とは、連結しなくなる
ので、蓋部３２を蓋保持部３３Ｒ（３３Ｌ）中心に図７
の矢印のように回転することができる。そこで、上電極
９４を上向きにし、自由になっているアーム３６Ｒ（３
６Ｌ）の一端を蓋保持部３４Ｒ’（３４Ｌ’）において
連結ピン７３と脱落防止ピン７４とで連結すれば蓋部３
２を逆向きに保持できる。なお、蓋部３２をチャンバ３
１の上に戻せば、安定な状態で蓋部３２をチャンバ３１
の上に設定でき検査などに便利である。また、蓋部３２
を逆向きにしたいだけで、保持する必要がないのであれ
ば、蓋保持部３４Ｒ’（３４Ｌ’）は削除してもよい。
蓋部３２の左右側面に１本ずつのアームが配置されてい
る場合には、蓋部３２を逆向きにするのは容易であるこ
とが分かる。また、図１ないし図３で述べた変形例など
は、第２の実施の形態にも適宜に適用できることはいう
までもない。

【００１８】次に、上述の半導体基板処理装置によれ
ば、従来よりも高さ方向でどの程度スペースを小さくで
きるかの低減比ＤＨを図８を参照して確認する。ここ
で、半導体基板処理装置は、直方体であるものとし、図
８（ａ）のように、その奥行きは５００ｍｍ、チャンバ
の深さは２００ｍｍ、蓋部の深さは１００ｍｍ、蓋保持
部３３Ｒ（３３Ｌ）の中心は、蓋部の側面中心、すなわ
ち、前面から２５０ｍｍ、シール面から５０ｍｍのとこ
ろにあるものとする。

【００１９】従来の場合、点ｐａを支点にして蓋部の最
遠点は図８（ｂ）の点線ｒａに沿って移動して開放され
るので、シール面からの最高値ＨＡは、

【００２０】

【数１】ＨＡ²＝５００²＋１００²；ＨＡ＝５１０

【００２１】アーム３５Ｒ（３５Ｌ）の両端が点ｐｂと
点ｐｃとに取り付けられているとすると、蓋部の中央の
最高点は、点線ｒｂに沿って移動するので、点ｐｂと点
ｐｃとの間の距離Ｒとシール面からの最高値ＨＢとは、

【００２２】

【数２】Ｒ²＝２５０²＋２５０²；Ｒ＝３５４；ＨＢ
＝Ｒ＋５０−２００＝２０４

【００２３】したがって、低減比ＤＨは、ＤＨ＝ＨＢ／
ＨＡ＝２０４／５１０＝０．４０、すなわち高さ方向に
必要なスペースは、従来の４０％に低減されている。

【００２４】

【発明の効果】以上に詳述したように、この発明に係わ
る半導体基板処理装置は、両側面に配置されたアームに
よって蓋部をチャンバ上に持ち上げるとともに、チャン
バの開口に平行に、チャンバの開口の領域外に移動させ
ることができることにより、チャンバを開放するため
に、蓋部の一方の外縁を枢軸にして他方の外縁側を上方
に旋回させる必要が無いので、上方にスペースをあまり
必要としない。また、左右のアームとしてそれぞれ２本
のアームが配置されていれば、蓋部の移動は非常に安定
に実行できる。蓋部の左右側面に一本のアームが配置さ
れている場合はいうまでもないが、２本ずつ配置されて
いる場合も、蓋部の側面中央に配置されていないアーム
保持部は取り付け取り外し可能にしてあるので、これを
取り外せば、蓋部の側面中央に配置されているアーム保
持部を枢軸として蓋部を自在に回転でき、したがって、
蓋部の裏側の観察あるいは取り扱いが容易に行えるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる半導体基板処理装置が用いら
れる半導体処理システムの全体を概略的に示す構成図で
ある。

【図２】図１の反応室として用いられたこの発明に係わ
る半導体基板処理装置の第１の実施の形態を説明するた
めの右側面図である。

【図３】図２のアームをモータで駆動する場合の駆動機
構を示す図である。

【図４】この発明に係わる半導体基板処理装置の第２の
実施の形態が適用される反応室を示す断面図である。

【図５】図４の反応室に適用された第２の実施の形態を
説明する右側面図である。

【図６】図５における蓋保持部の構造を示す図である。

【図７】図４ないし図６で示された反応室の取り扱いを
示す図である。

【図８】図１ないし図７で示されたものと従来例との違
いを説明するための図である。

【図９】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０移載ステーション１１，２１ロードロック室１２，２２真空搬送室１３，２３反応室３０，７０半導体基板処理装置３１チャンバ３２蓋部３３Ｒ，３３Ｌ，３４Ｒ，３４Ｌ，３４Ｒ’，３４Ｌ’
蓋保持部３５Ｒ，３５Ｌ，３６Ｒ，３６Ｌアーム３７Ｒ，３７Ｌ，３８Ｒ，３８Ｌアーム保持部３９Ｒ，３９Ｌガススプリング６１フロントシャッタ６２大気ローダロボット６５移載棚７１保持プレート７２軸受７３連結ピン７４脱落防止ピン９３下電極９４上電極９５連結軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上方が開口となっており、前記開口を介
して処理対象物を内部に収容できる箱型のチャンバと、
処理実行時には前記開口を密閉し、所望の処理を実行可
能にする蓋部とを有する半導体基板処理装置において、前記蓋部の対向する側面に設けられた左右蓋保持部と、一端が前記左右蓋保持部にそれぞれ回転可能に連結さ
れ、前記密閉状態において前記蓋部およびチャンバの側
面に沿って前方斜め下に互いに平行に延びる左右アーム
と、前記チャンバと実質的に連結固定され、前記平行に延び
る左右アームの他端を回転可能に保持する左右アーム保
持部とを有するとともに、前記左右アーム保持部を中心に前記左右アームを回転さ
せて、前記蓋部を前記チャンバの開口と平行を保ちつつ
前記チャンバの開口から離間させた場合に、前記蓋部が
到達する前記チャンバの開口からの最も高い高さは、前
記蓋部の奥行きの長さよりも低くなり、前記蓋部を前記
チャンバの開口から最も離間させたときには、前記蓋部
は前記チャンバの開口上から完全に外れているように、
前記左右アームの長さと、前記チャンバに対する前記左
右アーム保持部の位置とが設定されていることを特徴と
する半導体基板処理装置。
【請求項２】前記左蓋保持部は、前記蓋部の左側面の
中央部と、中央部からさらに奥行き方向に進んだ所とに
それぞれ設けられた第１，第２の左蓋保持部であり、前
記右蓋保持部は、前記蓋部の右側面の中央部と、中央部
からさらに奥行き方向に進んだ所とにそれぞれ設けられ
た第１，第２の右蓋保持部であり、前記左アームは、一端がそれぞれ前記第１，第２の左蓋
保持部にそれぞれ回転可能に連結され、互いに平行に延
びる実質的に同じ長さの第１，第２の左アームであり、
前記右アームは、一端がそれぞれ前記第１，第２の右蓋
保持部にそれぞれ回転可能に連結され、互いに平行に、
かつ、第１，第２の左アームに平行に延びる実質的に第
１，第２の左アームと同じ長さの第１，第２の右アーム
であり、前記左アーム保持部は、前記平行に延びる前記第１，第
２の左アームの他端を回転可能にそれぞれ保持する第
１，第２の左アーム保持部であり、前記右アーム保持部
は、前記平行に延びる前記第１，第２の右アームの他端
を回転可能にそれぞれ保持する第１，第２の右アーム保
持部であり、前記第２の左右蓋保持部と前記第２の左右アームの一端
との連結は、解除可能にされており、前記蓋部が前記チ
ャンバの開口上から完全に外れた位置に移動されたと
き、前記連結を解除すれば、前記蓋部は、前記第１の左
右蓋保持部を軸心として回転可能になる請求項１記載の
半導体基板処理装置。